Des chercheurs de l’University of Oregon ont reconstruit des peptides antimicrobiens issus de l’évolution des mammifères sur une période de 160 millions d’années. Publiés dans PLOS Biology, ces travaux révèlent que certaines protéines anciennes surpassent l’efficacité des versions humaines modernes face à des bactéries multirésistantes.
Les chercheurs de l’University of Oregon ressuscitent des peptides anciens
L’équipe du laboratoire de l’University of Oregon a fait revivre des fragments de protéines disparus pour comprendre comment le système immunitaire des mammifères a combattu les pathogènes au fil des millénaires.
Les chercheurs ont concentré leurs efforts sur la lactoferrine, une protéine clé de la défense immunitaire présente dans le lait maternel, les larmes, la salive et le mucus intestinal. Cette protéine protège l’organisme en privant les microbes de fer, un nutriment indispensable à leur prolifération, tout en abritant un peptide antimicrobien capable d’attaquer directement les membranes cellulaires des bactéries. En comparant les séquences génétiques d’espèces actuelles comme l’humain et la vache, l’équipe a pu cartographier leurs relations évolutives et remonter le temps.
La technique employée, connue sous le nom de reconstruction de séquences ancestrales, a été initialement mise au point par Joseph Thornton, un ancien chercheur de l’établissement dont l’ancien espace de laboratoire accueille aujourd’hui le groupe de recherche, avec l’aide du professeur associé de l’UO Mike Harms, un expert en reconstruction génétique formé autrefois par Thornton, comme l’indique l’établissement.
L’étudiante en doctorat Titas Sil a mené ces travaux sous la supervision de l’biologiste de l’évolution Matt Barber, en synthétisant les gènes prédits pour régénérer les protéines anciennes dans des cellules vivantes.
L'efficacité surprenante des ancêtres des mammifères face aux bactéries résistantes
Les tests menés en laboratoire sur les peptides synthétisés ont révélé une progression inattendue de leur puissance au fil des époques géologiques. Confrontées à des agents pathogènes humains redoutables, les molécules les plus anciennes — datant d’environ 160 millions d’années, vers la fin du Jurassique — parvenaient à perturber les membranes cellulaires, mais les bactéries parvenaient à réparer les dégâts et à survivre. En revanche, les versions issues d’ancêtres mammaliens plus récents, datant de quelques millions d’années seulement, se sont montrées nettement plus redoutables.
Cette puissance accrue repose sur des modifications structurelles infimes. Les chercheurs ont constaté qu’une seule mutation d’un acide aminé dans la chaîne peptidique suffisait à transformer radicalement la capacité d’attaque de la molécule contre les enveloppes bactériennes. Cette découverte démontre que l’évolution n’a pas suivi une trajectoire linéaire et simpliste vers une force toujours croissante, mais qu’elle a alterné des phases d’optimisation locale dont les scientifiques peuvent aujourd’hui s’inspirer.
Les peptides anciens offrent des pistes pour de nouveaux antibiotiques
Malgré la puissance affichée par ces molécules ressuscitées, les auteurs de l’étude insistent sur le fait qu’elles ne constituent pas des médicaments prêts à l’emploi. Les peptides antimicrobiens présentent des limites structurelles notables : ils s’avèrent moins stables que les antibiotiques conventionnels et sont rapidement dégradés au sein de l’organisme humain. Néanmoins, l’analyse détaillée de leur trajectoire évolutive offre des pistes précieuses pour concevoir de futurs traitements capables de suppléer ou de renforcer des antibiotiques actuels devenus inefficaces face aux superbactéries.
Comprendre précisément comment ces molécules ont évolué et comment les agents pathogènes ont développé des mécanismes de résistance par le passé permet d’envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les résultats complets de ces recherches ont été officiellement publiés le 25 août dans la revue PLOS Biology.